注意，以下定义全部是人为的，并没有技术上的必然性，但这些定义有利于理解技术本身的逻辑。
侧链（sidechain）的正式定义应该是“缠绕链”，负责缠绕对接“应用链”和“结算链”。这三者的关系是分层的，类似IP、TCP、HTTP，这是三种不同的协议、不同的报文格式，只有小部分功能特征相似，但主要功能是分层次松耦合度的，各自为政，各自可以对各自透明。TCP的80端口可以对接HTTP，也可以对接其他应用。同理，这三种链也可以做到各自对各自透明，但是又可以对接协同工作。
比特币是典型“结算链”，实现的功能包括：不可逆记账、去中心化安全共识。犹如IP地址满足全球互联网地址可路由的基础需求，比特币作为区块链的第一种应用，打造了一个结算链的协议基准，这个基准，通过了数学、传输、性能、可持续扩展等多个方面的论证，Ok没有问题。大部分的结算链沿用的是比特币的协议基准，还有其他的一些协议基准改变比较大，但是缺乏持续的安全性论证，某些号称去中心化的区块链协议，每秒可以百万级别吞吐量，其实就是像微信支付搞几台服务器，这种搞法并没有通过时间和技术验证。这并不是说中心化的区块链没有价值，而是我们在讨论这个问题的时候，有这么一个前提是必须明确的，即基于去中心化和去信任化的区块链网络，在这个问题的研究范围之内，脱离了这个底层原则，可能以后应该另外开设问题讨论。“结算链”是一种最基础的链，比特币就是这种链的典型，这种链要求节点多、充分离散化分布、协议可迭代而不会造成兼容问题、高安全壁垒；能够持续保证这个效果，就可以承担结算链条的功能。互联网的应用目前还在不断进化，但是我们用的IP协议，可以做到五十年不变，从电脑到手机到可穿戴智能设备，统统还是可以由最古老的IP协议来承载通信。二十年前的“All over IP”是一个新潮的口号，现在已经很稀松平常。结算链作为区块链架构里面的底层基准代表，目前已经锁定了一系列的事实上的标准，我相信近期不会有变动的需要，长期也可以做到稳定不变，灵活性、扩展性、功能性将会由侧链（缠绕链）、应用链来实现。这类似于IP的所有“不足”，在TCP和HTTP层面得到充分即解决。在IP协议同时代的“竞争协议”，虽然在功能性、扩展性、吞吐性能、可管理性等各方面都有亮点，但无不因为技术耦合度太高，而被淘汰。这里面包括，ISO国际化标准组织钦定的网络层协议标准是CLNS（IP协议并没有得到标准钦定，但却是事实标准），几大通信巨头组建的ATM协议论坛，均没有存活下来，更不用说苹果公司的独家Appletalk协议（没错，苹果也干过这样的事情），IBM的SNA协议，微软的Netbeui协议，这些协议并不是歪瓜裂枣，都经过精心雕琢，只是分层性不好。在技术创新领域，分层次，松耦合的协议标准开发更能够激发生态活力，有利于技术分工和协作，这也是市场自然选择的结果，结算链的底层事实标准很快会被锁定，以不变应万变，留下的所有的缺陷也好不足也好，统统让位给侧链、应用链去处理。
产生的原因和趋势必然性，是生态竞争自然平衡调节的结果。从技术上来看，IP、TCP、HTTP的功能可以由一种协议一网打尽，比如ATM协议全栈覆盖，从物理层开始打通到应用层，技术绝对高大上，但是被市场淘汰。这是一种生态竞争造成的自然选择，技术最终还是进行了分层划分，违背这个规律的下场都比较悲催，比如Sun公司（从CPU开始研发，到终端、PC、工作站、服务器、小型机、操作系统、数据库，甚至连鼠标键盘都不放过，研发战线无限拉长），Intel公司有一个承诺就是永不生产电脑整机，其实就是要找准自己的市场定位。今天重度垂直非常成功只有苹果公司，它也只限于消费终端市场，硬件部分研发聚焦在集成设计很短的战线内，应用靠外围生态，操作系统则是早年的遗产，就这样，这家公司以前还差点玩呜呼了，在砍掉杂七杂八的东西后咸鱼翻身。
接下来讲侧链所做的事情，在技术上讲，就是缠绕结算链和应用链，使应用链数据和结算链数据无缝对接，承上启下。侧链主要功能有：结算链离链交易（类似微信及支付宝钱包之于银行账户，即闪电网络）、应用链的基础用户数据（包括用户账号、权限、代币账本）、应用链的运行承载（智能合约虚拟机、运行平台）。具有这三项功能的1项到3项，都可以称为侧链（缠绕链）。写下这篇回答的时候，区块链的应用存在一些不可协调的矛盾，这些矛盾背后的逻辑也是比较搞笑的：
其一：应用数据和结算数据在一个区块链上并存。你能想象出印在人民币上面跑的应用吗？。很多应用啥app没有，或者惨不忍睹，然后CEO主要推动力是先卖一通“币”。你能想象腾讯公司和人民银行是二合一的同一家公司吗？下载王者荣耀根本玩不起来，先让你充值买一堆币吗？买完十八个月后游戏都跑不起来。
其二：多种应用数据在一个区块链上的混合并存。以太坊和它的一队竞争对手，就是用一种链条覆盖结算链、侧链、应用链的全部功能。你能想象本来只是想用手机记事本写个备忘，但先要把所有养猫养狗的数据也全套下载下来吗？
其三：应用规模不足以保障区块链数据安全。现在很多区块链应用，几个人开发完，架设了三台服务器节点，就开始跑应用，除了微信这种杀手级应用，大部分的“长尾”应用，可能就是几个人在用，你说他没价值也不对，有一个人用那也是有价值的。但是这就导致了节点少，对于区块链的应用来说，不够安全。不需要去信任化安全的应用，其实更适合用微信小程序实现。
其四：任何应用运算都需要交等额手续费。你能想象在微信上面看朋友圈、发红包、发一条消息、添加好友，都要交一次相同的手续费吗？这个就是以太坊的烧“油”逻辑，任何操作的手续费其实是无差异的，因为平台不知道应用里面哪个应用的操作权重和价值。这就像微信发个五毛钱的红包，要交两块钱的银行最低转账费一样。烧油这个逻辑其实有合理性（油尽灯枯，避免无限循环的程序），但缺少分层调节权限。
我其实观察过一串区块链应用，凡是普遍存在以上矛盾没有解决的，都没有研究的必要，很多项目创始人喊着张小龙雷军的口号，但是长得很像张小雷。侧链犹如TCP，把IP和HTTP切开，为以上矛盾的解决提供了分层架构。
接下来讲具体实现机制，首先侧链怎么实现对结算链的缠绕，建立类似于支付宝、微信钱包与银行帐号之间的关系。具体的技术实现方式有若干种办法，核心思路并不复杂，就是将结算链的密钥保存于侧链，通过多重签名、矿工和公证人投票等机制，实现结算链帐号充值到侧链上面，然后侧链以一个快速结算的网络（闪电网络）为用户提供服务。比如我是用户，我有一个银行卡的帐号密码（私钥），充值进微信钱包的时候要使用银行卡密码（确保没有人可以代替我充值），同时我有一个微信钱包的密码（确保没有人可以代替我进行提现），跟微信钱包不同的是，区块链侧链平台方不是一个集中化的组织（腾讯），而是一个去中心化的公共网络，平台方拥有的密钥由网络自主选举出来的公证人或矿工持有，平台密钥和我个人持有私钥同时工作（多重签名），完成提现，这样确保用户的充值、提现操作，不会被人为干预。这是侧链的基本功能，即面向结算链的充值和提现，提供离链的交易结算。在技术上，这类操作统一称为2WP，双向锚定，即充值进来一块钱，就可以提现一块钱，一聪分钱不会多，一聪分钱不会少，技术上没有作弊，也没有任何人为操作。
这里面有一个基础前提，就是这个结算链、侧链网络架构是安全的，这是区块链的底层原则，为什么说很多区块链应用都要搞一种“币”，做结算链，但其实就是三台孤零零的服务器节点，其实并没有可靠的底层保证。主链和侧链的二层结算关系，要求结算链本身是安全、侧链本身也是安全的（银行帐号是安全的、微信钱包也是安全的）。【唯一的互联网就是互联网】，在这个世界上有成千上万的采用IP协议建设的私有网络（内网、专网），但是这些网络都不会成为Internet（互联网），上面说过，多种因素导致某种技术成为事实上的标准，包括易于分层耦合、先发优势、网络聚集效应等，即使这个技术并非完美的，一旦占据住卡位优势，它所能发挥出来的价值因为网络效应会被不断放大，而其所对应的技术问题都会变得不是问题。比如IP协议因为没有自带QoS（服务质量）功能而被诟病，智能手机的兴起促进了WIFI等无线网技术的一系列进化，智能手机并没有因为没有网络有线接口而被淘汰，苹果公司的笔记本把USB接口取消、手机的音频耳机等一干外部接口取消，反而促进蓝牙之类技术的应用，包括无线鼠标、网络无线投影，中国有句老话，没了张屠户还会吃不了脱毛猪？这就是卡位优势，将兼容压力向上传递或者向下传递，绝不会自己作死打散聚集效应，这就是为什么比特币网络现在硬分叉概率越来越低，只做软分叉升级的原因。
使用某项技术，跟发挥某项技术的最大价值是两码事，我家里有两台电脑，使用IP协议搭建了一个“互联网”，跟全世界人民共用一个全球互联网，对于IP协议而言，最大的价值体现其实是后者，而不是前者，所以搞三台服务器，用区块链的技术，搭建了一个“区块链的网络”。区块链技术和应用的最大价值，在于最终构建一张全球共用的无信任化需求的数据验证网络，支撑一切无信任化需求的应用的运行。这种网络结构跟互联网是一样的，互联网本身作为区块链的底层存在。
这样的网络不需要很多个，只要有一个就够了，因为“只有一个互联网是互联网”，记住这句话。每一个应用都要去构建一张独立的区块链网络，是没有必要的，犹如发布应用到互联网，不需要建立一张独立的几百万个节点的网络，发布应用到区块链，不应该每一个应用都要重复铺设上万个区块链的节点。结算链、侧链、应用链，应该是各自独立工作，共享一个公共的底层区块链网络，正因为是公共，反而提供了最大化的安全、可用性、容错能力、吞吐性能、兼容能力、接入能力，犹如我们使用一张公共的互联网，整个网络使用效能才得到了最大化，而不是成百上千个分离的小互联网。明白这一点，就能够理解，侧链的存在意义，在于缠绕各种主链，通过技术手段，实现区块链应用的互联互通，分层不是为了分裂，而是极大地提高了扩展性、互通性、兼容性。
侧链网络的具体实现，通过与主链共用底层分布式算力，实现现有网络节点的复用，这项技术其实很早就有了，第一个区块链应用是比特币，比特币铺开了一张分散的算力节点网络（目前全球节点超过1万个），而第二个区块链应用NMC（去中心化域名解析）采取的是与比特币联合挖矿的方式，矿工每挖出一个BTC，也会挖出来一个NMC。这种方式是很合理的，因为NMC的用户群体相对小，它独立建立小型的算力网络，安全是一个问号，跟现在很多三台服务器的区块链“应用”是一个意思。通过联合挖矿，NMC的网络“寄生”于比特币网络，只要比特币这张大网络是安全的，它就是安全的，它不需要扩展很多节点，只要安心发展推广应用本身即可。另外的例子还包括狗币和LTC的联合挖矿。联合挖矿的技术是很简单的，但为什么绝大部分的区块链“应用”之前都走建设独立网络，其实是因为这些应用都是“币圈”应用，联合挖矿的效果就是一次挖矿运算，会产出两种币，那么第二种币会相当于“零成本获得”，对币价不利，所以一切“币圈”应用，都排斥联合挖矿，宁可搞三台服务器。
侧链不是“币圈”应用，所以没有这个顾忌，通过联合挖矿对拥有大型算力网络的主链（结算链）进行缠绕，瞬间解决底层网络分布安全和算力安全。比如RSK根链（侧链）对比特币（主链）的联合挖矿，侧链虽然不一定自己有“币”，但是可以通过“手续费”对矿工进行激励，RSK的侧链通过双向锚定（2WP）烧比特币的油（等同于以太坊烧以太币的油），矿工联合挖矿是有收益的，因为联合挖矿对矿工而言是“零成本”，所以这个手续费只要有一分钱，都会吸引大量矿工参与，早年NMC只有几分钱，比特币矿工一样参与联合挖矿，把NMC给挖出来。所以这个逻辑上和实践上都是走得通的。
侧链对结算链（算力链）的缠绕核心技术实现就两项，也就是是双向锚定（2WP）和联合挖矿。实现的效果是建立公共安全的底层区块链网络，下一个阶段的技术进化趋势，分散的区块链网络应用通过侧链链接起来，让所有应用可以共享底层区块链公共网络的安全环境、算力环境、结算环境、分布式去中心化环境、运行环境。
接着讲侧链对应用链的承载功能，包括两项，智能合约的运算平台，基础数据库保存。其实这两项功能就是以太坊和它的一队竞争队友的基本功能，但如上所说，垂直实现的结果就是一千种应用在一条链上运算，一千种应用数据保存于一条链上，这会导致严重的性能扩展的问题，数据量同步负担过重也会造成安全问题。以太坊建设成为一台共享大型的虚拟机的目标，也许能够实现，但是区块链只有一台计算机无疑太单一了。
通过将运算平台分离和应用数据数据分离，解决性能和数据治理的扩展性问题。直白一点说，应用里面关键的基础数据，比如账号、权限、索引、验证信息，可以保存在侧链上，但是其他的应用内容本身，可以单独用独立应用链保管，比如某个应用只有三五个用户，它这三五个节点自行保管应用链内容即可，那么即使这样的长尾应用千千万万，也不会对主链造成沉重的数据负担。在这种结构下，应用链仍然可以发行代币激励矿工或者节点运行者，以提供必要的网络性能和节点规模，但理想的情况是应用链开发者不用操心这个问题，利用侧链的底层架构做支撑，只需要专注于应用本身的开发，让应用回归到应用。
未来真正有价值的区块链应用是没有“币”的区块链应用，这些应用公司可能会成为google、facebook、twitter、腾讯，踏踏实实地创造应用价值，持续地赚美元、人民币，或者比特币。这是侧链技术给我最大的认知启示。
